グラフェンは、非常に長い寿命で充電できるスーパーバッテリーを製造しています。

浙江大学の科学者たちは、新しいタイプのアルミニウム-グラフェン電池を開発するための正極材料としてグラフェン膜を使用しました。バッテリーの寿命は非常に長く、非常に短時間で完全に充電でき、摂氏マイナス40度から120度の温度範囲で正常に動作します。この革新は、アルミニウムイオン電池の実用化のための重要な方向性を示しています。

今日広く使用されているリチウム電池と比較して、アルミニウムイオン電池は多くの点で優れている新しいタイプの電池です。実際、使用する鍵は適切なカソード材料を見つけることです。浙江大学の高分子シリーズ教授のタスクグループは、新しいブレークスルーを繰り返し生み出している魔法の材料としてグラフェンを選択しました。独自のグラフェン膜は、革新的なプロセスで正極材料として調製され、アルミニウムイオン電池の全体的な性能を大幅に向上させました。主流のリチウム電池やスーパーキャパシタとの競争の見通しは非常に有望です。関連する論文が国際的に有名なジャーナルScienceAdvancesに掲載されました。この論文の筆頭著者は、研究グループのメンバーであるChenHao博士です。

リチウム電池の明らかな欠陥のいくつかは、スマートフォンを使用しているすべての人に感じられます。たとえば、バッテリーの寿命は限られています。多くの携帯電話は、バッテリーが耐久性がないことを消費者に感じさせます。 1〜2年使用すると、バッテリーのバッテリー寿命が大幅に低下します。もう1つの例は、低温および高温での不安定なバッテリー性能です。瞬時停止の北東の寒冷地にある携帯電話の中には、リチウム電池の通常の動作温度範囲が限られているため、充電中に突然爆発するものもありました。

対照的に、優れたチームによって開発されたアルミニウムグラフェン電池は明らかな利点を示しました。 「バッテリーの容量はその耐久性です。一般的なバッテリーは、充電と放電が繰り返されるため、容量が減少し続けます。これを「耐久性がない」と呼んでいます。「アルミニウムグラフェンバッテリーは、この時点で良好に機能します」とXuhanyan氏は述べています。 、2番目の著者およびパネリスト。このタイプのバッテリーは250,000回の充放電サイクルを経て、充放電率は依然として91％と高く、容量損失は非常に小さいです。つまり、スマートフォンがバッテリーを使用する場合、 70年近く1日10回でも充電できます。

このアルミニウム-グラフェン電池の倍増性能も非常に優れており、より高い比容量を維持しながら、大電流下で迅速に充電できることを示しています。 「一部のスマートフォンは急速充電機能も備えています。バッテリーがすぐにいっぱいになり、実際の寿命は長くないようです。また、新しいバッテリーの実験データは1.1秒で、容量の損失よりも少なくなっています。」は、将来携帯電話を使用する場合、5秒間の充電と2時間の通話が完全に可能であることを示しています。 「」

アルミグラフェン電池が「ZJU120」とプリントされたLEDストリングを照らします

アルミニウムグラフェンバッテリーは、現在自動車の急速な始動に使用されているスーパーキャパシターと同様に、高い乗算器性能と長いサイクル寿命を示します。アルミグラフェン電池はエネルギー密度が高いため、一定のエネルギーを供給しながら、小型軽量化が可能です。

一般に、リチウム電池はコンパクトで軽量であり、より多くのエネルギーを提供しますが、繰り返しの充電や性能の低下に耐えることはできません。一方、スーパーキャパシタはかさばり、かさばります。この2つは、互いに組み合わせて使用されることがよくあります。 「アルミニウムグラフェン電池は、比性能とサイクル寿命の点でスーパーキャパシタを失うことはなく、リチウム電池をはるかに上回っています。リチウム電池とのエネルギー密度にはギャップがありますが、スーパーキャパシタを大幅に上回っています。」アルミニウムグラフェン電池には一定の利点があります。リチウム電池とスーパーキャパシタの2人の敵に直面して、「超電池」と呼ぶことができます、とGaoは言いました。

バッテリーは熱で燃えません。

アルミニウム-グラフェン電池には、他に類を見ない電池もいくつかあります。マイナス40度の低温でも1,000回、100度までの高温で安定した充放電が可能で、45,000回の安定した充放電が可能です。コアがユフオヤンにさらされても、発火したり爆発したりすることはありません。この広い温度範囲は、極端な温度条件下でのアルミニウムイオン電池の将来の使用の基礎を築きます。このバッテリーは柔軟性も高く、10,000回曲げても容量は完全に維持され、ウェアラブルフレキシブル電子デバイスへの応用の可能性を示しています。

「スーパーバッテリー」の優れた性能は、正極材料としてのグラフェン膜の優れた微細構造とその巨視的性能に由来します。バッテリーの重要な特性の多くは、電子とイオンが正極と負極の間をスムーズに流れることができる程度に依存します。他の正極材料と比較して、優れたタスクグループによって作成されたグラフェン膜は、すべての方向に伸びる高速道路のように、高品質の格子欠陥、高配向、および連続チャネルを備えており、電子とイオンが妨げられることなく移動できます。

アルミニウムイオン電池の研究分野では、スタンフォード大学の大紅傑教授が先駆的な研究を行い、まず第一に、より大容量でより長いサイクルのアルミニウムイオン電池を実現しました。中国科学技術大学のYuyan教授は、超高速で長サイクルのナトリウムイオン電池を実現しました。優れたチームによってもたらされた進歩により、高出力エネルギー貯蔵システムへのアルミニウム電池の適用がより有望になりました。また、現在の正極には、容量、出力電圧、表面負荷よりも改善の余地があることを確認する必要があるとのことです。エネルギー密度は、リチウムイオン電池と競合するのに十分ではありません。今後は、高い電力密度を維持することにより、エネルギー密度をさらに向上させる必要があります。さらに、現在の古典的なイオン液体電解質はより高価であり、より安価な電解質が見つかれば、アルミニウムイオン電池の商業的展望はより広くなるでしょう。

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